Los procesos de fundición de metales son el principal proveedor de piezas en bruto y piezas para la industria de la ingeniería. Cada proceso de fundición en productos mecánicos representa una gran proporción, por ejemplo, partes importantes (ocho o nueve) de los motores de combustión interna son piezas fundidas que representan del 70% al 90% de la masa total, la calidad de las piezas fundidas en el automóvil es responsable por 19%.
En nuestro mundo que cambia rápidamente, la fundición es la tecnología de procesamiento de metales más utilizada. El conocimiento de la fundición de metales es importante sin importar en qué industria trabaje.
¿Qué es la fundición de metales?
El proceso de fundición de metales se refiere al vertido de un metal fundido en moldes para la fundición de metales. Cuando el líquido metálico se enfría y solidifica se obtiene la parte o partes crudas del proceso, llamado proceso de fundición de metales.
La historia del proceso de fundición de metales es muy larga, lo que significa que este proceso de fundición de metales ha sido probado durante un largo período de tiempo y es bastante perfecto y maduro. Muchos productos de fundición de metales en nuestras vidas se fabrican mediante este proceso. Por ejemplo, bloques de motores de automóviles, farolas, turbinas eólicas, pedales de bicicletas, etc. Aprendamos más sobre el proceso de fundición de metales.
Proceso de fundición de metales
Diseñar un patrón y hacer un molde de fundición de metal.
Primero debe diseñar un patrón para determinar la forma del molde, como por ejemplo: un modelo impreso en 3D o un prototipo CNC del objeto. El molde puede ser de cera, plástico, arena o incluso madera y debe tener en cuenta la contracción que se produce al enfriarse el metal, así como la trabajabilidad de la estructura de la pieza en base a cálculos precisos. Finalmente, se colocan orificios para bebederos en lugares apropiados del molde para permitir que el metal fundido fluya uniforme y suavemente hacia el interior del molde.
Selección de materiales metálicos.
Las principales aleaciones comúnmente utilizadas en la fundición son el aluminio, el metal sólido, la chapa, el cobre y, en el caso de los metales preciosos comúnmente utilizados en la industria de la joyería, el oro, la plata, el cobre y el platino. Estos metales son mecánicamente capaces de cumplir con los requisitos de las fundiciones de metales, son una mezcla de diferentes elementos, resistentes y duraderos.
Fusión de material metálico.
El proceso de fundición de metal se puede comparar con jugar en la playa y dejar huellas en la arena. En pocas palabras, tus pies son el modelo y las huellas son la forma de tus pies.
El proceso de moldeo es un proceso de varios pasos. Este proceso implica colocar la arena de fundición de metal, la arena y el modelo en la caja de arena y comprimir la caja de arena firmemente para que la arena y el modelo encajen perfectamente. El objetivo es formar la geometría de la pieza fundida en la arena que rodea el modelo. Se elimina el modelo, las características geométricas del modelo se copian perfectamente y así es como se crea la forma. Si se necesita un molde reutilizable, se puede fabricar un molde de metal duradero e indestructible.
Vierta en el molde
Verter o inyectar metal fundido calentado en el molde. Por ejemplo, la fundición por gravedad permite verter material fundido directamente en el molde por gravedad. Sin embargo, en la fundición a presión, el material fundido sólo puede entrar pasivamente en el molde bajo alta presión. Además, se requieren fuerzas de cierre elevadas para mantener la forma de forma segura.
Quitar el moho
La parte más difícil de este proceso es separar la arena de la pieza limpia y completa, proceso que comúnmente llamamos desarenado. El molde se hace vibrar para sacudir la arena de fundición de metal adherida a la pieza fundida.
Luego, la arena sacudida se recoge y se enfría para su reciclaje. La superficie de la pieza fundida no debe cubrirse con demasiada arena, ya que esto causará defectos en la superficie de la pieza y no permitirá el uso completo de la arena.
Algunas empresas con buenas condiciones también utilizan acondicionadores de arena para retirar y enfriar la arena, así como evaporar el vapor de agua para acelerar el proceso de separación de la arena de fundición. Algunos metales deben enfriarse en agua después de solidificarse porque el agua ayuda a eliminar el moho. Con los moldes de metal reutilizables, las piezas fundidas se retiran mediante pasadores expulsores automáticos, dejando algunas marcas de estos en la parte posterior de la pieza fundida.
Finalización de la fundición de metales.
El proyecto de fundición de metal se corta y limpia en el paso final. Durante el proceso de corte, se retira todo el material del molde del objeto y la fundición de metal se muele y se pule, por ejemplo mediante limpieza con agua para eliminar el material residual del molde, eliminar las marcas del molde y los bordes elevados ásperos.
Diferentes tipos de fundición de metales
Moldeo en arena
El proceso de fundición en arena es muy común y relativamente sencillo porque la arena para fundición de metales es especialmente barata y también resiste el calor. Una vez finalizado el proceso, la arena de la superficie será más fácil de eliminar. Sin embargo, la superficie de la fundición en arena es generalmente muy rugosa. Es difícil lograr una alta precisión en las tolerancias dimensionales.
La fundición en arena es más adecuada para producir piezas grandes y simples, como cercas de calles, bandejas de hierro comúnmente utilizadas en piezas de motores domésticos o de automóviles. Por lo tanto, la fundición en arena es muy útil en muchos sentidos.
Fundición de precisión (proceso de fundición a la cera perdida)
La fundición a la cera perdida también se llama fundición a la cera perdida y se utiliza para diseñar todo tipo de modelos en cera. Además, este método consiste en cubrir y envolver el exterior del modelo de cera con material ignífugo, luego calentar el modelo y dejar escurrir la cera, de modo que se obtiene una carcasa moldeada del mismo material resistente a altas temperaturas que el molde de cera. . Luego se inyecta el metal fundido en el molde y, tras enfriar la solución, se termina el modelo metálico.
Fundición en molde evanescente
En el moldeado de forma desaparecida, de acuerdo con los requisitos del proceso, primero se fabrica el modelo de burbuja. A continuación, la superficie del modelo se recubre con una pintura especial resistente a altas temperaturas y se seca en un arenero. Luego se llena con arena seca según los requisitos del proceso. A través de una sujeción por vibración tridimensional, se aspira aire para verter el líquido metálico en un estado de vacío. En ese momento, el modelo se evaporó y fue reemplazado por metal líquido. El modelo de burbuja es reproducido por la misma fundición.
Fundición centrífuga
La fundición centrífuga es la tecnología y el método de inyectar una solución metálica en un molde que gira rápidamente. El metal fundido cubre todo el molde bajo la acción de una fuerte fuerza centrífuga y espera a que la solución metálica se enfríe para formar la pieza fundida. Debido a que el efecto de la fuerza centrífuga es muy fuerte, las inclusiones y los gases dentro del molde se descargan fácilmente y el enfriamiento generalmente ocurre desde el exterior hacia el interior. La fundición tiene una estructura muy fina y las propiedades mecánicas son similares a las del proceso de forja.
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La fundición a presión de metal es más similar al moldeo por inyección de plástico. Primero, se deben preparar dos moldes de acero metálico como cavidades para el metal fundido, luego el metal fundido se presiona en las cavidades bajo alta presión y luego se pueden hacer las hermosas obras de arte. Las piezas fundidas de metal generalmente tienen un excelente acabado superficial, pero el costo de las cavidades personalizadas es mayor, lo que hace que este proceso sea más adecuado para la producción de gran volumen porque las cavidades de metal se pueden usar varias veces.
Fundición por gravedad
La fundición por gravedad es más antigua que otros procesos de fundición de metales. Es un proceso de fundición en un molde metálico reutilizable, también conocido como fundición. Como sugiere el nombre, la fundición por gravedad utiliza la gravedad para mover la solución metálica de arriba a abajo para cubrir y llenar el molde, en lugar de usar presión. Este molde debe calentarse antes de la fundición y el material generalmente está hecho de hierro, que tiene baja fatiga térmica.
Otros tipos de fundición de metales.
Existen varios otros procesos de fundición de metales, incluida la fundición a presión, la fundición a la cera perdida, la fundición en barro, la fundición hueca, la fundición al vacío, la fundición continua, la fundición terminada y la fundición de hierro. Además, todos estos procesos de fundición son aplicables al mismo metal y también a la misma materia prima.
Ventajas y desventajas de la fundición de metales.
De las características mencionadas anteriormente de varios procesos de fundición, se pueden derivar las siguientes ventajas y desventajas de la fundición de metales.
Por
1. Se puede producir cualquier forma de pieza compleja, especialmente piezas con una forma de cavidad interna compleja.
2. Es muy adaptable, el material metálico no está limitado y el tamaño de la fundición es casi ilimitado.
3. Amplia gama de materiales de fabricación, alta tasa de recuperación, baja inversión en equipos.
4. Excelente calidad de rodamientos, apto para producción en masa y permite la producción de piezas de paredes gruesas.
Desventajas
1. El proceso de fabricación de la fundición es más complicado y difícil de controlar. El acabado superficial puede presentar defectos como porosidad, contracción, agujeros de escoria, grietas, mala fusión, agujeros de arena, etc.
2. Las dimensiones de las piezas fundidas son diferentes y no tan precisas como las del mecanizado CNC.
3. El sistema de fundición es más peligroso para las ruedas. El ambiente de trabajo es precario, con altas temperaturas, polvo e intensidad de trabajo.
La aplicación de la fundición de metales.
Equipos de plantas de energía
El equipamiento de la planta es un producto de alta tecnología. Se imponen requisitos muy estrictos a la fiabilidad de las piezas, ya que éstas deben funcionar de forma continua durante un largo período de tiempo bajo cargas elevadas. Muchas partes de los equipos de las centrales térmicas y de las centrales nucleares también necesitan resistir la corrosión producida por el vapor a alta temperatura y alta presión. Las piezas de acero fundido pueden cumplir estos requisitos al más alto nivel y se utilizan ampliamente en equipos de centrales eléctricas.
Locomotoras y vehículos
La seguridad ferroviaria es de suma importancia, razón por la cual algunos componentes clave de las locomotoras y el material rodante, como ruedas, bastidores laterales, amortiguadores, ganchos, etc., se fabrican tradicionalmente con piezas de fundición de acero.
Máquinas de construcción, vehículos de construcción y otros vehículos.
La mayoría de las piezas de las máquinas de construcción y de ingeniería mecánica están expuestas a cargas elevadas o tienen que soportar desgaste por impacto. Una gran parte de ellos son piezas de fundición de metal, como por ejemplo: B. la rueda activa del sistema de acción, la rueda de apoyo, el balancín, la placa de oruga, etc. En los automóviles normales, las piezas fundidas de acero rara vez se utilizan, pero los vehículos todoterreno especiales y los camiones pesados también utilizan muchas piezas fundidas de acero en la parte de acción.
Concluyendo
Varios procesos de fundición de metales tienen una amplia gama de aplicaciones en la industria manufacturera, particularmente en la construcción y el transporte. Pero también se trata de procesos muy rentables con una larga historia. Después de la prueba de la historia, los servicios de fundición de metales están cada vez más disponibles para satisfacer las diferentes necesidades de producción.
La fundición de metales, la fundición en frío, el moldeado de yeso, la fundición de metales, el moldeado en cáscara y todos los demás procesos de fundición ayudan a la industria manufacturera a aumentar su productividad a un buen nivel. El proceso de fundición de metales explica sus posibilidades mediante la producción de diferentes formas y objetos metálicos.
